JP3639370B2 - ビデオカメラ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明はビデオカメラに関し、特にたとえばディジタル方式のビデオカメラに適用され、光学レンズを通して撮像素子に与えられた光学像に対応するディジタル映像信号を信号処理手段で処理する、ビデオカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のディジタル方式のビデオカメラは、一般的にコストが高くつく。これを解決する方法の１つとして安価な光学レンズを用いることが考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、安価なレンズでは、光学像が透過する位置によって入射光量と透過光量の不均一が発生し、すなわち光量特性が劣化し、これによって輝度特性が悪くなるという問題がある。
それゆえに、この発明の主たる目的は、安価なレンズを用いたときでも映像信号の輝度特性を向上させることができる、ビデオカメラを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明に従うビデオカメラは、光学レンズを通して入射された光学像に対応する電荷を生成する撮像素子、撮像素子によって生成された電荷に対応する映像データを出力する出力手段、光学レンズの光量特性に対応する乗数データが撮像素子の各画素位置に対応して格納されたルックアップテーブル、撮像素子から出力される各電荷の画素位置に対応してルックアップテーブルから乗数データを読み出す読出手段、出力手段から出力された映像データに読出手段によって読み出された乗数データを乗算する第１乗算手段、第１乗算手段によって乗数データが乗算された映像データに所定の処理を施して輝度データを出力する信号処理手段、信号処理手段から出力された輝度データのエッジ成分を抽出する抽出手段、抽出手段によって抽出されたエッジ成分に読出手段によって読み出された乗数データを乗算する第２乗算手段、および信号処理手段から出力された輝度データに第２乗算手段によって乗数データが乗算されたエッジ成分を加算する加算手段を備える。
【０００５】
【作用】
撮像素子は、光学レンズを通して入射された光学像に対応する電荷を生成する。出力手段からは、撮像素子によって生成された電荷に対応する映像データが出力される。ルックアップデーブルは、光学レンズの光量特性に対応する乗数データを撮像素子の各画素位置に対応して格納し、読出手段は、撮像素子から出力される各電荷の画素位置に対応してルックアップテーブルから乗数データを読み出す。
第１乗算手段は、読出手段によって読み出された乗数データを出力手段から出力された映像データに乗算し、信号処理手段は、第１乗算手段によって乗数データが乗算された映像データに所定の処理を施して輝度データを出力する。出力された輝度データのエッジ成分は、抽出手段によって抽出される。抽出されたエッジ成分には、読出手段によって読み出された乗数データが第２乗算手段によって乗算される。第２乗算手段によって乗数データが乗算されたエッジ成分は、信号処理手段から出力された輝度データに加算手段によって加算される。
【０００６】
【発明の効果】
この発明によれば、映像データに乗数データを乗算して映像データの輝度特性を補正するようにしたため、安価な光学レンズを用いたときでも映像データの輝度特性を向上させることができる。
なお、抽出手段および第２乗算手段をさらに設けるようにすればエッジ成分の振幅特性も補正されるため、解像感も高めることができる。
【０００７】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【０００８】
【実施例】
図１を参照して、この実施例のディジタルスチルカメラ１０は光学レンズ１２を含み、これによって捉えられた被写体の光学像が６４０画素×４８０画素のＣＣＤ(Charge Coupled Device) １４の受光部１６に照射される。光学像の照射方向から見ると、光学レンズ１２と受光部１４とは図２のような位置関係となっている。また、均一な白色平面を撮像した場合の光学レンズ１２の光量特性とＯＴＦ(Optical Transfer Function) 特性とは、図３および図４のように表される。すなわち、光学レンズ１２の中心における入射光量に対する透過光量の割合を１００％とすると、周縁に向かうほどその割合が低下し、半径３mmの位置における割合は４０％となる。また、中心におけるＯＴＦの割合は８８％であり、周縁に向かうほどその割合が緩やかに低下する。
【０００９】
ＣＣＤ１４にはタイミングジェネレータ／シグナルジェネレータ（ＴＧ／ＳＧ）１６から出力されたＣＣＤ制御信号が与えられ、これによって、受光部１６に蓄積された電荷が、垂直方向に転送されるとともに水平方向に転送され、電荷が１走査線ずつ読み出される。読み出された電荷は、ＣＤＳ(Correlation Double Sumpling) ／ＡＧＣ(Automatic Gain Controll) 回路２０で相関２重サンプリングされるとともにゲインを自動調整され、アナログの映像信号が生成される。そして、このアナログ映像信号がＡ／Ｄ変換器２２でディジタル映像信号に変換され、乗算器２４に与えられる。
【００１０】
一方、ルックアップテーブル２６は、ＣＣＤ１４の画素数と同じ数すなわち６４０×４８０のアドレスをもち、かつそれぞれの画素位置に対応するアドレスに、光学レンズ１２の光量特性に対応する乗数データが書き込まれている。ＴＧ／ＳＧ回路１８は、ＣＣＤ１４から電荷を読み出すと同時に、その電荷が蓄積されていた画素位置に対応する水平アドレス信号および垂直アドレス信号をルックアップテーブル２６に与える。したがって、ルックアップテーブル２６からは、その水平アドレス信号および垂直アドレス信号に対応する乗数データが読み出され、このデータが乗算器２４でディジタル映像信号と乗算される。
【００１１】
ルックアップテーブル２６に書き込まれたデータ特性を図５に示す。これより、（水平アドレス，垂直アドレス）＝（３２０，２４０）すなわち中心アドレスにおけるデータ値は“６４”であり、周辺に向かうにつれてデータ値が上昇し、四隅のアドレス（０，０），（０，６４０），（４８０，０）および（４８０，６４０）のデータ値は“１６０”となる。つまり、図２および図３をも参照して考えると、データ値“６４”がゲイン１．０倍を意味するときＣＣＤ１４の四隅に対応するデータ値“１６０”はゲイン２．５倍を意味し、ルックアップテーブル２６の乗数データ特性は、光学レンズ１２の光量特性に対して逆特性となる。したがって、乗算器２４からは輝度特性が改善されたディジタル映像信号が出力される。
【００１２】
ディジタル映像信号は信号処理ブロック２８で輝度信号と色信号とに分離され、色信号はそのまま出力されるが、輝度信号は加算器３０および図６に示す特性をもつアパーチャフィルタ３２に与えられる。アパーチャフィルタ３２では輝度信号からエッジ成分が抽出され、これが乗算器３４によってルックアップテーブル２６からの出力データと乗算される。アパーチャフィルタ３２から出力されるエッジ成分の振幅特性は図４に示すＯＴＦ特性に比例するため、ルックアップテーブル２６の乗数データをこのエッジ成分に乗算することによって、光学レンズ１２の周辺で劣化したエッジ成分の振幅が補正され、これによって光学レンズ１２の周辺における解像感が向上する。このとき、図５に示すような特性をもつルックアップテーブル２６のデータを用いることによってレンズ周辺のエッジ成分が過補正されるが、過補正は人間の目には大して気にはならず、全く補正しない場合に比べて解像感が向上する。乗算器３４によって補正されたエッジ成分は加算器３０で輝度信号と加算され、出力される。
【００１３】
この実施例によれば、光学レンズの周辺において輝度および解像感が劣化したディジタル映像信号にルックアップテーブル２６から読み出した乗数データを乗算するとともに、輝度信号のエッジ成分に同じデータを乗算するようにしたため、安価な光学レンズを用いたときでもディジタル映像信号の輝度特性および解像感を向上させることができる。
【００１４】
なお、この実施例ではディジタルスチルカメラを用いて説明したが、この発明は通常のディジタルビデオカメラにも適用できることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】光学レンズとＣＣＤ受光部との位置関係を示す図解図である。
【図３】光学レンズの光量特性を示すグラフである。
【図４】光学レンズのＯＴＦ特性を示すグラフである。
【図５】ルックアップテーブルに書き込まれたデータ特性を示すグラフである。
【図６】アパーチャフィルタの周波数特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ …ディジタルスチルカメラ
１２ …光学レンズ
１４ …ＣＣＤ
１８ …ＴＧ／ＳＧ
２４，３４ …乗算器
２６ …ルックアップテーブル
３２ …アパーチャフィルタ

Claims (1)

1. 光学レンズを通して入射された光学像に対応する電荷を生成する撮像素子、
   前記撮像素子によって生成された電荷に対応する映像データを出力する出力手段、
   前記光学レンズの光量特性に対応する乗数データが前記撮像素子の各画素位置に対応して格納されたルックアップテーブル、
   前記撮像素子から出力される各電荷の画素位置に対応して前記ルックアップテーブルから前記乗数データを読み出す読出手段、
   前記出力手段から出力された映像データに前記読出手段によって読み出された乗数データを乗算する第１乗算手段、
   前記第１乗算手段によって前記乗数データが乗算された映像データに所定の処理を施して輝度データを出力する信号処理手段、
   前記信号処理手段から出力された輝度データのエッジ成分を抽出する抽出手段、
   前記抽出手段によって抽出されたエッジ成分に前記読出手段によって読み出された乗数データを乗算する第２乗算手段、および
   前記信号処理手段から出力された輝度データに前記第２乗算手段によって前記乗数データが乗算されたエッジ成分を加算する加算手段を備える、ビデオカメラ。

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